１電磁兼容設(shè)計中的實踐知識

●什么是電磁兼容性問題？

電磁兼容問題可以分為兩類，一類是電子電路、設(shè)備、系統(tǒng)在工作時由于相互干擾或受到外界的干擾，使其達(dá)不到預(yù)期技術(shù)指標(biāo)。如裝于機(jī)柜內(nèi)的由微處理器構(gòu)成的控制電路受到裝在同一個機(jī)柜內(nèi)的馬達(dá)的干擾的問題。另一類電磁兼容問題，設(shè)備雖然沒有直接受到干擾的影響，仍達(dá)不到規(guī)定的功能性指標(biāo)，但不能通過國家的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，如計算機(jī)設(shè)備產(chǎn)生超過電磁發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限值，或在電磁敏感度、靜電敏感度等方面達(dá)不到要求。

●電子產(chǎn)品要滿足那些電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)？

**產(chǎn)品要滿足GJB151A、GJB152A標(biāo)準(zhǔn)，民用設(shè)備要滿足GB9254、GB6833等標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)內(nèi)規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。**標(biāo)準(zhǔn)比民用標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格得多。無論那一種標(biāo)準(zhǔn)，其測試都是十分復(fù)雜的，并對測試環(huán)境和設(shè)備有嚴(yán)格的要求，因此測試要到指定的實驗室進(jìn)行。

●使設(shè)備達(dá)到電磁兼容狀態(tài)的技術(shù)有哪些？

為了使設(shè)備或系統(tǒng)達(dá)到電磁兼容狀態(tài)，通常應(yīng)用印制電路板設(shè)計、屏蔽機(jī)箱、電源線濾波、信號線濾波、接地、電纜設(shè)計等技術(shù)。

●做電磁兼容設(shè)計時有那些文獻(xiàn)資源可以利用？

國外在電磁兼容設(shè)計方面有許多手冊可以參考，國內(nèi)除了一些國外設(shè)計規(guī)范的中文譯本外，還有“電磁兼容工程設(shè)計手冊”。如果要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)電磁兼容知識，可以參考“電磁兼容原理”。另外北京瑞特電子技術(shù)公司編輯的《電磁兼容與電磁干擾抑制技術(shù)》刊物，提供了實用而新穎的內(nèi)容。

２電磁屏蔽技術(shù)與材料

２.１電磁屏蔽的效果如何評價？

屏蔽體的有效性用屏蔽效能（ＳＥ）來表示，屏蔽效能的定義為：

SE＝20lg(E1/E2) dB

式中，Ｅ１是沒有屏蔽體時測得的場強(qiáng)，Ｅ２是有屏蔽體時測得的場強(qiáng)。屏蔽效能與場強(qiáng)衰減的關(guān)系如表２－１：

表２－１屏蔽效能與場強(qiáng)衰減的關(guān)系

屏蔽效能越高，每增加20dB的難度越大。民用設(shè)備的機(jī)箱一般僅需要40dB左右的屏蔽效能，而**設(shè)備的機(jī)箱一般需要60dB以上的屏蔽效能。

●什么材料可以作為屏蔽材料？

具有較高導(dǎo)電、導(dǎo)磁特性的材料可以作為屏蔽材料。常用的屏蔽材料有鋼板、鋁板、鋁箔銅板、銅箔等。隨著對民用產(chǎn)品電磁兼容性要求的嚴(yán)格化，越來越多的廠家采取在塑料機(jī)箱上鍍鎳或銅的方法來實現(xiàn)屏蔽。

●電磁屏蔽與靜電屏蔽有什么不同？

電磁屏蔽指的是對電磁波的屏蔽，而靜電屏蔽指的是對靜電場的屏蔽。靜電屏蔽要求屏蔽體必須接地。影響屏蔽體電磁屏蔽效能的不是屏蔽體接地與否，而是屏蔽體導(dǎo)電連續(xù)性。破壞屏蔽體的導(dǎo)電連續(xù)性的因素有屏蔽體上不同部分的接縫、開口等。電磁屏蔽對屏蔽體的導(dǎo)電性要求要比靜電屏蔽高得多。

●材料的屏蔽效能只與屏蔽材料有關(guān)嗎？

不是，對于實際的屏蔽機(jī)箱，屏蔽效能在更大程序上依賴于機(jī)箱的結(jié)構(gòu)，即導(dǎo)電連續(xù)性。機(jī)箱上的接縫、開口等都是電磁波的泄漏源。穿過機(jī)箱的電纜也是造成機(jī)箱屏蔽效能下降的主要原因。解決機(jī)箱縫隙電磁泄漏的方法是在縫隙處使用電磁密封襯墊。電磁密封襯墊是一種導(dǎo)電的彈性材料，它能夠保持縫隙處的導(dǎo)電連續(xù)性。

機(jī)箱上開口的電磁泄漏與開口的尺寸、輻射源的特性和輻射源到開口的距離有關(guān)。通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計開口尺寸和輻射源到開口的距離能夠滿足屏蔽的要求。必要時可以使用截止波導(dǎo)管來達(dá)到即有開口又能阻擋電磁波的目的。

屏蔽機(jī)箱上絕不允許有導(dǎo)線直接穿過。當(dāng)導(dǎo)線必須穿過機(jī)箱時，一定要使用適當(dāng)?shù)臑V波器，或?qū)?dǎo)線進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠帘巍?/span>

●為什么實際屏蔽體的屏蔽效能往往遠(yuǎn)低于屏蔽材料的屏蔽效能？

這是因為大部分設(shè)計人員在設(shè)計屏蔽箱時是按照靜電屏蔽原理進(jìn)行的，只重視了機(jī)箱的接地，而忽視了機(jī)箱的導(dǎo)電連續(xù)性和穿過機(jī)箱導(dǎo)線的處理。

●電磁密封襯墊有許多種類，它們各有什么特點？

電磁密封襯墊有一個共同的特點：彈性和導(dǎo)電性。任何具備這個特性的材料都可以作為電磁密封襯墊使用。根據(jù)這個要求，現(xiàn)在有各種各樣的電磁密封襯墊主要的幾種如下：

a.導(dǎo)電橡膠：在橡膠中摻入導(dǎo)電顆粒，使這種復(fù)合材料既具有橡膠的彈性，又具有金屬的導(dǎo)電性。但由于要具有良好的屏蔽性能，需要在橡膠中摻入重量達(dá)７５％以上的導(dǎo)電顆粒，這已經(jīng)破壞了橡膠的結(jié)構(gòu)，實際的導(dǎo)電橡膠已經(jīng)沒有了純橡膠的彈性好、拉伸強(qiáng)度高等特性。

b.雙重導(dǎo)電橡膠：與傳統(tǒng)的導(dǎo)電橡膠的區(qū)別在于，它不是在橡膠所有部分摻入導(dǎo)電顆粒，而僅在橡膠的外層摻入導(dǎo)電顆粒，這樣獲得的好處是既*大限度地保持了橡膠的彈性，又保證了導(dǎo)電性，是一種新型的屏蔽材料。這種材料的另一個優(yōu)點是價格低。

c.金屬編織網(wǎng)套：用金屬絲編織成的空心網(wǎng)套。這種材料具有彈性和導(dǎo)電性。

d.橡膠芯編織網(wǎng)套：以橡膠為芯的金屬編織網(wǎng)套。這種材料由于以彈性很好的橡膠為芯，因此彈性很好并且很耐壓。另外由于金屬網(wǎng)套具有很好的導(dǎo)電性，因此這種復(fù)合材料具有很好的彈性和導(dǎo)電性。

e.螺旋管襯墊：用不銹鋼或鈹銅卷成的螺旋管，具有很好的彈性，同時由于不銹鋼和鈹銅都是較好的導(dǎo)體，因此滿足彈性和導(dǎo)電性的要求。特別是用鍍錫鈹銅卷成的螺旋管具有很高的導(dǎo)電性，是目前屏蔽效能*高的屏蔽材料。

f.指形金屬片：用鈹銅作成的彈性金屬片材料。

g.定向金屬導(dǎo)電橡膠：在橡膠中填充方向一致的金屬絲，利用橡膠的彈性和金屬絲的導(dǎo)電性。

●各種電磁密封襯墊各有什么特點？

比較電磁密封襯墊的性能通常從屏蔽效能、彈性、壓縮長久形變、有無環(huán)境密封性、價格等幾個方面比較。常用襯墊的比較如表２－２所示：

表２－２　各種電磁密封襯墊的特點

●電磁密封襯墊的屏蔽效能是怎樣測出來的？

有兩種方法，一種方法是測量屏蔽效能，如基于ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５或ＧＢ／Ｔ１２１９０－９０的方法，這種方法中將電磁密封襯墊直接安裝到縫隙處，測量縫隙的泄漏。另一種方法是轉(zhuǎn)移阻抗法如ＱＪ２８９２－９７《ＥＭＩ襯墊的測量與評價方法》，這種方法通過測量襯墊結(jié)合處的轉(zhuǎn)移阻抗來衡量襯墊的屏蔽效能。后一種方法得到越來越廣泛的應(yīng)用。襯墊的轉(zhuǎn)移阻抗越低，屏蔽效能越高。

●在使用電磁密封襯墊時應(yīng)注意什么？

首先根據(jù)設(shè)備的要求選用適當(dāng)?shù)囊r墊，所謂的“適當(dāng)”是指在屏蔽效能、安裝方式、價格、壽命等方面的綜合指標(biāo)達(dá)到*優(yōu)。另外要考慮襯墊材料與屏蔽基體之間的電化學(xué)相容性。使用所有襯墊時，都要對襯墊的壓縮進(jìn)行限位，防止過量壓縮而造成襯墊的損壞。

●屏蔽機(jī)箱的通風(fēng)口怎樣處理？

當(dāng)對通風(fēng)量的要求不高時，可以使用穿孔金屬板，只要孔的直徑足夠小，就能夠達(dá)到所所要求的屏蔽效能。當(dāng)對通風(fēng)量的要求高時，必須使用截止波導(dǎo)通風(fēng)板（蜂窩板），否則不能兼顧屏蔽和通風(fēng)量的要求。如果對屏蔽要求不高，并且環(huán)境條件較好，可以使用鋁箔制成的蜂窩板，這種產(chǎn)品的價格低，但強(qiáng)度差，易損壞。如果對屏蔽的要求高，或環(huán)境惡劣（如**環(huán)境），則要使用銅制或鋼制蜂窩板，這種產(chǎn)品各方面性能優(yōu)越，但價格較高。

●什么是屏蔽膠帶，它有什么用途？

屏蔽膠帶是由銅箔或鋁箔等高導(dǎo)電性材料附上導(dǎo)電膠構(gòu)成的。主要用于縫隙的屏蔽和電纜屏蔽層的端接。

●使用屏蔽膠帶時要注意什么問題？

使用屏蔽膠帶時要注意用力壓緊，只有這樣才能使金屬箔與另一部分金屬實現(xiàn)良好電接觸，達(dá)到使機(jī)箱導(dǎo)電連續(xù)性的目的。

●選擇屏蔽產(chǎn)品時應(yīng)考慮什么問題？

在選擇屏蔽產(chǎn)品時應(yīng)考慮下列因素：